13 521
правка
Изменения
Нет описания правки
Особенность флеш-памяти (NAND/NOR) заключается в том, что пишется она мелкими блоками (обычно 512 байт), но перед тем, как писать — блок нужно стереть. А вот стирать она умеет только крупные блоки («erase unit»), размером обычно 2-4 мегабайта (и стирание довольно медленное по отношению к записи). Кроме того, каждый erase unit ограничен числом стираний. После нескольких тысяч стираний (типичное значение для MLC) он физически выходит из строя. В более дешёвых чипах и MLC, TLC лимит стираний меньше, в более дорогих и SLC — больше. Таким образом, при «тупом» подходе перезапись флеш-памяти, во-первых, была бы очень медленной, а во-вторых, она бы быстро выходила из строя.
Но почему тогда SSD быстрые? А потому, что внутри SSD на самом деле есть очень мощный и умный контроллер (1-2 гигагерца, примерно как процессоры мобильников), и на нём выполняется нечто, называемое Flash Translation Layer — прошивка, которая переназначает каждый мелкий логический сектор в произвольное место диска. FTL всё время поддерживает некоторое количество свободных стёртых блоков, каждая случайная запись на самом деле идёт в новое место диска — в стёртую область, и поэтому запись быстрая. Одновременно FTL делает дефрагментацию свободного места и Wear Leveling (распределение износа), направляя запись и перемещая данные так, чтобы все блоки диска стирались примерно одинаковое количество раз. Кроме того, во всех SSD некоторый % реального места зарезервирован под нужды FTLWear Leveling («overprovision»), а в хороших серверных SSD этот процент весьма большой — например, в Micron 5100 Max это +60 % ёмкости.
Отсюда же вытекает и проблема с энергонезависимостью и «power loss protection»-ом — карты отображения секторов — это метаданные, которые при сбросе кэша тоже нужно сбрасывать в постоянную память. Именно эти карты и вносят торможение в работу настольных SSD с fsync.